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某研究小組為探究含氟牙膏對(duì)牙齒表面釉質(zhì)保護(hù)情況,進(jìn)行如下兩組實(shí)驗(yàn)。牙齒表面釉質(zhì)的主要成分是Ca5(PO43OH。
已知:Ca5(PO43OH:Ksp=7×10-37;Ca5(PO43F:Ksp=2.8×10-61;CaCO3:Ksp=3.4×10-9;CaF2:Ksp=1.46×10-10;H3PO4:Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13。
(1)牙釉質(zhì)在唾液中的沉淀溶解平衡可用離子方程式表示為
Ca5(PO43OH(s)?5Ca2+(aq)+3
PO
3
-
4
(aq)+OH-(aq)
Ca5(PO43OH(s)?5Ca2+(aq)+3
PO
3
-
4
(aq)+OH-(aq)
。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)來模擬牙齒腐蝕過程
(2)選取碎雞蛋殼分兩組浸泡(如下表所示),沖洗晾干后置于錐形瓶中,與20mL1mol/L鹽酸于注射器進(jìn)行如下反應(yīng)。
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組別 浸泡試劑
實(shí)驗(yàn)組 含氟牙膏水(主要成分NaF,含氟量為1%)浸泡30min
對(duì)照組 蒸餾水浸泡30min
①反應(yīng)開始7~12s時(shí),實(shí)驗(yàn)組生成CO2速率比對(duì)照組慢,請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)寫出NaF對(duì)碎雞蛋殼保護(hù)的原理:
2NaF+CaCO3=CaF2+Na2CO3
2NaF+CaCO3=CaF2+Na2CO3
。
②13~26s時(shí)氣體生成速率實(shí)驗(yàn)組大于對(duì)照組,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后期有HF生成,加快了產(chǎn)生CO2速率。據(jù)此可知HCl、H2CO3、HF的酸性由大到小順序?yàn)?
HCl>HF>H2CO3
HCl>HF>H2CO3
(填化學(xué)式)。
(3)結(jié)合上述分析:一段時(shí)間內(nèi)NaF對(duì)雞蛋殼有保護(hù)作用,寫出NaF保護(hù)牙釉質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氟磷灰石Ca5(PO43F的離子方程式為
F-+Ca5(PO43OH=Ca5(PO43F+OH-
F-+Ca5(PO43OH=Ca5(PO43F+OH-
。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:探究磷酸在不同pH下的存在狀態(tài)。
(4)滴定分?jǐn)?shù)是指滴定過程中標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比。常溫下,用0.1mol?L-1NaOH溶液滴定0.1mol?L-1H3PO4,滴定曲線如圖所示。
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已知:指示劑變色范圍:甲基橙:pH<3.1紅色、3.1<pH<4.4橙色、pH>4.4黃色
①b點(diǎn)為第一滴定終點(diǎn)可選用甲基橙做指示劑,滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為
當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰aOH溶液時(shí),溶液顏色由紅色變?yōu)槌壬?,且半分鐘?nèi)不恢復(fù)原色
當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰aOH溶液時(shí),溶液顏色由紅色變?yōu)槌壬?,且半分鐘?nèi)不恢復(fù)原色
。
②請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋c點(diǎn)溶液顯堿性的原因
c點(diǎn)溶質(zhì)為Na2HPO4,Na2HPO4既存在電離平衡:
HPO
2
-
4
?
PO
3
-
4
+H+,又存在水解平衡:
HPO
2
-
4
+H2O?H2
PO
-
4
+OH-,且電離程度小于水解,導(dǎo)致溶液呈堿性
c點(diǎn)溶質(zhì)為Na2HPO4,Na2HPO4既存在電離平衡:
HPO
2
-
4
?
PO
3
-
4
+H+,又存在水解平衡:
HPO
2
-
4
+H2O?H2
PO
-
4
+OH-,且電離程度小于水解,導(dǎo)致溶液呈堿性
。
③下列說法正確的是
B
B
。
A.a(chǎn)點(diǎn)溶液pH=3.9的原因是:H3PO4?H2
PO
-
4
+H+
B.b點(diǎn)溶液中存在:c(Na+)>c(H2
PO
-
4
)>c(H+)>c(
HPO
2
-
4
)>c(OH-
C.c點(diǎn)時(shí)溶液中粒子濃度大小關(guān)系為:c(H2
PO
-
4
)+2c(H3PO4)<c(
PO
3
-
4

(5)由上述實(shí)驗(yàn)可知,當(dāng)某同學(xué)吃蘋果(pH=4.9)時(shí),蘋果中有機(jī)酸產(chǎn)生的H+腐蝕牙釉質(zhì)的離子方程式是
2H++2Ca5(PO43OH=3Ca3(PO42+Ca2+2H2O
2H++2Ca5(PO43OH=3Ca3(PO42+Ca2+2H2O
。
(6)合理保護(hù)牙齒的有效措施有:
合理使用含氟牙膏(或少食用酸性食物等)
合理使用含氟牙膏(或少食用酸性食物等)
。

【答案】Ca5(PO43OH(s)?5Ca2+(aq)+3
PO
3
-
4
(aq)+OH-(aq);2NaF+CaCO3=CaF2+Na2CO3;HCl>HF>H2CO3;F-+Ca5(PO43OH=Ca5(PO43F+OH-;當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰aOH溶液時(shí),溶液顏色由紅色變?yōu)槌壬?,且半分鐘?nèi)不恢復(fù)原色;c點(diǎn)溶質(zhì)為Na2HPO4,Na2HPO4既存在電離平衡:
HPO
2
-
4
?
PO
3
-
4
+H+,又存在水解平衡:
HPO
2
-
4
+H2O?H2
PO
-
4
+OH-,且電離程度小于水解,導(dǎo)致溶液呈堿性;B;2H++2Ca5(PO43OH=3Ca3(PO42+Ca2+2H2O;合理使用含氟牙膏(或少食用酸性食物等)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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    c
    H
    +
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